Austausch von HubArbeit Inhalt Hubarbeit in zwei Systemen
Austausch von Hub-Arbeit
Inhalt • Hubarbeit in zwei Systemen mit unterschiedlich langen Wegen • Anpassung der Massen, um gleiche Hubarbeit in beiden Systemen zu erreichen • Energieaustausch zwischen beiden Systemen
Arbeit ist Austausch von Energie Joule Dem System wird Energie zugeführt: Vorzeichen: Plus -1 1 Joule Vom System wird Energie abgeführt: Vorzeichen: Minus -1 1 „System 1“ „System 2“
Versuch: Hubarbeit auf der schiefen Ebene Joule -0, 5 „Was kann passieren? “ 0, 5 System 1 Joule -0, 5 System 2
Versuch: Hub-Arbeit auf schiefer Ebene - Austausch von Hub-Energie -
Kräfte bei der Hubarbeit auf der schiefen Ebene Joule -0, 5 Masse m 2 Joule -0, 5 Masse m 1 60° System 1 System 2
Arbeit im System 1 (senkrechter Weg) bei gleicher Richtung von Kraft und Weg 1 J Arbeit 1 N Kraft 1 m Weg 1 J Hubarbeit im System 1
Arbeit im System 2 bei Winkel 60° zwischen Kraft und Weg 1 J Arbeit Cosinus des Winkels zwischen Weg- und Kraft-Vektor Arbeit auf der schiefen 1 J Ebene, Länge des Weges s 2 = h
Bedingung für gleiche Arbeit in beiden Systemen 1 J 1 J Bedingung für gleiche Arbeit in beiden Systemen Auf der schiefen Ebene wird das zweifache der senkrecht angehobenen 1 J Masse entlang des Wegs h bewegt, aber nur um die Hälfte von h angehoben Für 2 m 1 = m 2 sind beide Hub Arbeiten identisch und können beliebig oft ausgetauscht werden
Arbeit auf der 60°schiefen Ebene: Doppelte Masse, halber Hub Joule -0, 5 Joule 0, 5 -0, 5 60° System 1 System 2
Zusammenfassung • In zwei Systemen mit unterschiedlichen Wegen erreicht man durch geeignete Wahl der Massen gleiche Hub-Arbeiten • Zwischen diesen Systemen kann die Hubarbeit – ohne weitere Energiezufuhr -beliebig oft ausgetauscht werden • Anwendung: – Aufzüge mit Gegengewicht – Schrägaufzüge – Wasser Transport in „Speicher Seen“: Wasser wird auf Berge in „Speicher Seen“ gepumpt, um bei Bedarf dessen Hub Energie durch ablaufendes Wasser wieder abzurufen
finis Joule -0, 5 Joule 0, 5 -0, 5 60° System 1 System 2
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